一種連鑄用水口管旋流裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種連鑄用水口管旋流裝置，包括磁性機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)與磁性機構(gòu)傳動配合，磁性機構(gòu)位于水口管的周圍。磁性機構(gòu)由磁極和磁軛構(gòu)成，磁極固定在磁軛上。磁極數(shù)量為1～6對。磁極和磁軛為整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)，磁極由永磁塊體和/或永磁板材構(gòu)成；磁軛由導(dǎo)磁塊體和/或?qū)Т虐宀臉?gòu)成，或者由永磁塊體和/或永磁板材構(gòu)成。本實用新型驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動磁性機構(gòu)圍繞水口管轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場，帶動水口管中的鋼液旋轉(zhuǎn)，有效解決了鋼液在水口管中的偏流問題，減少鋼水卷渣，改善了鋼坯質(zhì)量。
【專利說明】—種連鑄用水口管旋流裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于鋼鐵冶煉設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種連鑄用水口管旋流裝置。
技術(shù)背景
[0002]在鋼的連鑄過程中，需要通過水口管將中間包中的鋼液注入到結(jié)晶器中，鋼液通過結(jié)晶器逐步冷卻形成鋼坯。鋼液通過水口管注入結(jié)晶器時由于偏流等原因，容易把結(jié)晶器內(nèi)鋼液表面的保護渣卷入鋼液，在鋼坯中形成夾渣，影響鋼坯的質(zhì)量。因此，改善水口管中鋼液流動狀態(tài)成為減少鋼坯夾渣的有效方法。國內(nèi)外眾多科研機構(gòu)對此進行了大量研究，有效方法之一是使鋼液在水口管中旋轉(zhuǎn)，鋼液旋轉(zhuǎn)可以在結(jié)晶器內(nèi)形成穩(wěn)定的鋼流，減少結(jié)晶器中液面波動，從而大幅度減少鋼液卷渣，這不僅能提高鑄坯質(zhì)量，還能加快鑄坯拉速，提高設(shè)備生產(chǎn)效率，此項技術(shù)對鋼鐵企業(yè)有很大影響。
[0003]現(xiàn)有的實現(xiàn)水口中鋼液旋轉(zhuǎn)的技術(shù)方案主要是機械式旋流水口和電磁旋流水口。機械式旋流水口是在水口管中增加一個固定的機械旋流葉片，當鋼液流經(jīng)旋流葉片時，鋼液隨著葉片的角度旋轉(zhuǎn)，達到旋流的目的。但是在高溫鋼液的沖擊下，葉片的使用壽命很短，不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要，因而此未能得到推廣。電磁旋流水口是將電磁旋流裝置安裝在水口管周圍，依靠電磁裝置形成旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動水口中的鋼液旋轉(zhuǎn)，達到旋流的目的。由于水口管周圍空間小，電磁旋流裝置體積受到限制，較小的體積難以產(chǎn)生足夠的驅(qū)動力，而且電磁旋流裝置的功率大,需要幾百千伏安電力。較大的功耗和較小的驅(qū)動力是電磁旋流技術(shù)的最大弱點，也是制約其工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
實用新型內(nèi)容
[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種連鑄用水口管旋流裝置，優(yōu)化水口中鋼水旋流性能，用較小的功耗提供滿足連鑄工藝需要的旋流能力，改善鋼坯產(chǎn)品質(zhì)量，降低旋流水口的能量消耗。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:連鑄用水口管旋流裝置，包括磁性機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)與磁性機構(gòu)傳動配合，磁性機構(gòu)位于水口管的周圍。磁性機構(gòu)由磁極和磁軛構(gòu)成，磁極固定在磁軛上。磁極的數(shù)量為I?6對。
[0006]磁極的材質(zhì)為永磁材料，磁軛的材質(zhì)為導(dǎo)磁材料或永磁材料。磁極為整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)，磁軛為整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)。磁極由永磁塊體和/或永磁板材構(gòu)成，磁軛由導(dǎo)磁塊體和/或?qū)Т虐宀臉?gòu)成，或者由永磁塊體和/或永磁板材構(gòu)成。驅(qū)動機構(gòu)為齒輪驅(qū)動機構(gòu)、皮帶輪驅(qū)動機構(gòu)、同步帶輪驅(qū)動機構(gòu)、電磁驅(qū)動機構(gòu)、液壓驅(qū)動機構(gòu)或氣動驅(qū)動機構(gòu)。不排除其它形式的驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動磁性機構(gòu)圍繞水口管旋轉(zhuǎn)。磁性機構(gòu)設(shè)有齒圈，磁軛與齒圈固定連接，齒圈與齒輪驅(qū)動機構(gòu)的齒輪嚙合。電磁驅(qū)動機構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，電磁驅(qū)動機構(gòu)環(huán)繞在磁性機構(gòu)的周圍。電磁驅(qū)動機構(gòu)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動磁性機構(gòu)轉(zhuǎn)動。隔熱機構(gòu)由圓筒和中間帶有圓孔的平板兩部分組成，圓筒位于磁性機構(gòu)和水口管之間，中間帶有圓孔的平板位于水口管的下方。隔熱機構(gòu)由隔熱材料構(gòu)成或由隔熱材料和隔熱支撐結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。旋流裝置選擇整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)，選擇分體結(jié)構(gòu)時磁性機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)分別由兩部分構(gòu)成，兩部分通過開合機構(gòu)連接。開合機構(gòu)由銷軸和軸套構(gòu)成。磁軛為環(huán)形或多邊形結(jié)構(gòu)，多邊形的邊數(shù)為3?100。
[0007]齒輪驅(qū)動機構(gòu)由電動機帶動主動齒輪，主動齒輪與固定在磁性機構(gòu)上的齒輪嚙合，帶動磁性機構(gòu)旋轉(zhuǎn)。電磁驅(qū)動機構(gòu)相當于電動機的定子，磁性機構(gòu)相當于電動機的轉(zhuǎn)子。電磁驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與電動機定子的結(jié)構(gòu)類似，由鐵芯和繞組構(gòu)成。電磁驅(qū)動機構(gòu)的繞組通電后即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在旋轉(zhuǎn)磁場的推動下，磁性機構(gòu)隨之旋轉(zhuǎn)。磁性機構(gòu)選擇分體結(jié)構(gòu)時，磁性機構(gòu)外部需要設(shè)置導(dǎo)磁、導(dǎo)電部件，以提供感應(yīng)電流通路和磁通路。
[0008]隔熱機構(gòu)的圓筒狀結(jié)構(gòu)部分設(shè)置于磁性機構(gòu)和水口管之間，中間帶有圓孔的平板結(jié)構(gòu)設(shè)置于水口旋流裝置的下方。因為在鋼的連鑄過程中，鋼液流經(jīng)水口管，水口管表面溫度可達800°C左右，而永磁材料的居里點一般在300°C以下，工作溫度一般不超過200°C，因此需要用隔熱設(shè)施阻止水口管熱量向磁性機構(gòu)傳遞。水口旋流裝置的下方是結(jié)晶器的上表面，溫度較高，因此設(shè)置阻止結(jié)晶器熱量傳遞到水口旋流裝置的隔熱設(shè)施，中間的圓孔供水口管通過，并與圓筒狀的隔熱設(shè)施相連接，形成一個阻止水口管及結(jié)晶器熱量傳遞的隔熱機構(gòu)。
[0009]為便于更換水口管，水口旋流裝置可以設(shè)計成具有開合機構(gòu)的分體結(jié)構(gòu)，磁性機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)分成兩部分，通過開合機構(gòu)連接在一起，開合機構(gòu)由銷軸和軸套構(gòu)成，軸套聯(lián)動驅(qū)動機構(gòu)、磁性機構(gòu)和隔熱機構(gòu)，圍繞銷軸旋轉(zhuǎn)一定角度，當需要更換水口管時，可以打開磁性機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)，更換完成后，將磁性機構(gòu)和隔熱機構(gòu)重新合起來，形成一個整體。
[0010]本實用新型由磁性機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)組成的連鑄用水口管旋流裝置，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動磁性機構(gòu)圍繞水口管轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場，帶動水口管中的鋼液旋轉(zhuǎn)，有效解決了鋼液在水口管中的偏流問題，減少鋼水卷渣，改善了鋼坯質(zhì)量。與機械旋流裝置相比，延長了水口管和旋流設(shè)備的使用壽命。與電磁旋流裝置相比，滿足連鑄工藝需要的旋流能力，大幅度降低了旋流水口的能耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型連鑄用水口管旋流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為磁性機構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本實用新型另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為另一種磁性機構(gòu)的示意圖。
[0015]其中:
[0016]I一磁性機構(gòu)、2—齒輪驅(qū)動機構(gòu)、3—水口管、4一磁極、5—磁軛、6—隔熱機構(gòu)、7—銷軸、8—軸套、9 一電磁驅(qū)動機構(gòu)、10—導(dǎo)磁塊體、11 一導(dǎo)磁板材、12—永磁塊體、13——永磁板材、14 一開合機構(gòu)。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明。本實用新型保護范圍不限于實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)做出任何改動也屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]實施例1
[0019]本實用新型連鑄用水口管旋流裝置，如圖1所示，包括水口管3、磁性機構(gòu)1、電磁驅(qū)動機構(gòu)9和隔熱機構(gòu)6。驅(qū)動機構(gòu)與磁性機構(gòu)傳動配合，磁性機構(gòu)位于水口管的周圍。磁性機構(gòu)由磁極4和磁軛5構(gòu)成，如圖2所示，磁軛為環(huán)形結(jié)構(gòu)，磁極固定在磁軛上，磁極的數(shù)量為I對。旋流裝置為分體結(jié)構(gòu)，磁性機構(gòu)1、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)6分別由兩部分構(gòu)成，兩部分通過開合機構(gòu)14連接。開合機構(gòu)由銷軸7和軸套8構(gòu)成。磁極和磁軛為一體由永磁塊體12構(gòu)成。電磁驅(qū)動機構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)繞在磁性機構(gòu)的周圍，電磁驅(qū)動機構(gòu)9產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動磁性機構(gòu)轉(zhuǎn)動。隔熱機構(gòu)由圓筒和中間帶有圓孔的平板兩部分組成，圓筒位于磁性機構(gòu)和水口管之間，中間帶有圓孔的平板位于水口管的下方。隔熱機構(gòu)由隔熱材料構(gòu)成或由隔熱材料和支撐結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。
[0020]本實用新型連鑄用水口管旋流裝置工作時，電磁驅(qū)動機構(gòu)9類似于電動機的定子，由鐵芯和繞組構(gòu)成,磁性機構(gòu)I相當于電動機的轉(zhuǎn)子。電磁驅(qū)動機構(gòu)的繞組通電時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動磁性機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，磁性機構(gòu)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，帶動水口管3中的鋼液旋轉(zhuǎn)。當鋼液通過水口管3時，在高溫鋼液的影響下水口管3溫度升高，隔熱機構(gòu)6阻止水口管3的溫度傳遞到磁極4，減少高溫鋼水對磁性機構(gòu)的影響。
[0021]實施例2
[0022]本實用新型另一實施方式如圖3所示，包括水口管3、磁性機構(gòu)1、齒輪驅(qū)動機構(gòu)2和隔熱機構(gòu)6。磁性機構(gòu)I設(shè)有齒圈，磁軛與齒圈固定連接，齒圈與齒輪驅(qū)動機構(gòu)的齒輪嚙合。如圖4所示,磁軛為環(huán)形結(jié)構(gòu),磁極固定在磁軛上,磁極的數(shù)量為I對。磁極由永磁板材13構(gòu)成，磁軛由導(dǎo)磁板材11構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)與實施例1相同
[0023]連鑄用水口管旋流裝置工作時，齒輪驅(qū)動機構(gòu)2通過齒圈驅(qū)動磁性機構(gòu)I旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，鋼液經(jīng)過水口管3時，受到旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力進行旋轉(zhuǎn)。當鋼液通過水口管3時，在高溫鋼液的影響下水口管3溫度升高，隔熱機構(gòu)6阻止水口管3的溫度傳遞到磁極4，以減少對磁性機構(gòu)的影響。
[0024]本實用新型僅消耗驅(qū)動裝置所需的電能，因此使用功率較小的永磁旋流裝置產(chǎn)生較強的旋流效果，既解決了鋼液在水口管中的偏流現(xiàn)象，改善鋼坯質(zhì)量，又有利于降低能耗。為保證連鑄用水口管旋流裝置正常工作，需要相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)，如驅(qū)動機構(gòu)的連接與固定、磁性機構(gòu)及隔熱機構(gòu)的連接和固定，以及水口管旋流裝置的整體安裝方式等，這些是已知的常規(guī)機械結(jié)構(gòu)，本專業(yè)的工程技術(shù)人員容易實現(xiàn)，不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄用水口管旋流裝置，包括磁性機構(gòu)(I)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)(6)，所述驅(qū)動機構(gòu)與磁性機構(gòu)傳動配合，磁性機構(gòu)位于水口管(3)的周圍；其特征是:所述磁性機構(gòu)由磁極(4)和磁軛(5)構(gòu)成,磁極固定在磁軛上；所述磁極數(shù)量為I?6對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁極(4)的材質(zhì)為永磁材料,所述磁軛(5 )的材質(zhì)為導(dǎo)磁材料或永磁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁極(4)為整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)，所述磁軛(5)為整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁極由永磁塊體(12)和/或永磁板材(13)構(gòu)成；所述磁軛由導(dǎo)磁塊體(10)和/或?qū)Т虐宀?11)構(gòu)成，或者由永磁塊體和/或永磁板材構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述驅(qū)動機構(gòu)為齒輪驅(qū)動機構(gòu)(2)、皮帶輪驅(qū)動機構(gòu)、同步帶輪驅(qū)動機構(gòu)、電磁驅(qū)動機構(gòu)(9)、液壓驅(qū)動機構(gòu)或氣動驅(qū)動機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁性機構(gòu)設(shè)有齒圈，磁軛與齒圈固定連接，齒圈與齒輪驅(qū)動機構(gòu)的齒輪嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述電磁驅(qū)動機構(gòu)(9)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，電磁驅(qū)動機構(gòu)環(huán)繞在磁性機構(gòu)的周圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述隔熱機構(gòu)由圓筒和中間帶有圓孔的平板組成，所述圓筒位于磁性機構(gòu)和水口管之間，所述中間帶有圓孔的平板位于水口管的下方；所述隔熱機構(gòu)由隔熱材料構(gòu)成或由隔熱材料和支撐結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述旋流裝置為整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)，分體結(jié)構(gòu)時所述磁性機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和隔熱機構(gòu)分別由兩部分構(gòu)成，兩部分通過開合機構(gòu)(14)連接；所述開合機構(gòu)由銷軸(7)和軸套(8)構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄用水口管旋流裝置，其特征是:所述磁軛為環(huán)形或多邊形結(jié)構(gòu)，所述多邊形的邊數(shù)為3?100。
【文檔編號】B22D41/62GK203972853SQ201420424606
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】張殿彬, 李勇赴, 張裴, 高媛媛 申請人:河北三方電氣設(shè)備有限公司